ТАМПОНАЖНЫЙ СОСТАВ Российский патент 1999 года по МПК E21B33/138 

Изобретение относится к креплению нефтяных, газовых и гидротермальных скважин, а именно тампонажным составам.

Известно использование в качестве регуляторов свойств тампонажных систем (для замедления сроков схватывания и подвижности) лигносульфонатов в количестве 0,3-0,5% к вяжущему (Булатов А.И. и др. "Регулирование технологических показателей тампонажных растворов. М.: Недра, 1988, с. 310.

Недостатками этих реагентов являются снижение изолирующей способности, его вспенивание, образование "быстряков" участков цементного теста, где схватывание наступает быстрее, чем в остальной массе.

Известны тампонажные составы, содержащие в качестве добавки фосфорорганические соединения: металлоорганические соли нитролометилфосфоновой кислоты НТФ, Амифол (а. с. N 1122812, кл. E 21 B 33/138, 1983, СССР, а.с. N 825861, кл. E 21 B 33/138, 1980 г.), а.с. N 1751296 E 21 B 33/138, 1992 г. - прототип).

Данные составы с фосфорорганическими комплексонами обладают низкой изолирующей способностью, снижают начальную прочность тампонажных систем. Не все из них технологичны.

Задачей изобретения является разработка тампонажного состава повышенной изолирующей способности и ранней прочности камня.

Сущность изобретения заключается в том, что тампонажные системы, содержащие вяжущее, добавку - реагент и воду, отличающийся тем, что в качестве добавки он содержит комплексный реагент "Корилат".

Реагент вводят в соотношении % к массе вяжущего
Вяжущее - 65-79
"Корилат" - 0,01-0,5
Вода - Остальное
"Корилат" представляет собой белый кристаллический порошок, состоящий из солей фосфорорганических кислот: двуводной тринатриевой соли нитролитриметилфосфоновой кислоты, натриевой соли НТФ (9:1) с содержанием до 10% минеральных соединений: хлористого натрия, железа, щелочи. Выпускается реагент по ТУ 6-09-20-243-96. Имеет технический сертификат (N 19 МЦ, 03. 914).

Тампонажный раствор готовится в два этапа. Расчетное количество "Корилата" растворяют в жидкости затворения. Затем на этой жидкости готовят тампонажный раствор. "Корилат" имеет способность активно растворяться в щелочной среде тампонажного раствора в результате чего его органическая часть быстро образует клешневидные соединения, в которые внедряются примеси железа, хлористого натрия, имеющиеся в составе реагента, и образующийся гидроксид натрия. Получается комплекс с солями и основанием, упрочняющими структуру, повышающую изолирующую способность прочность тампонажной системы. При этом сохраняются свойства пластификации и замедления схватывания тампонажного раствора.

Тампонажные растворы во всех случаях готовятся согласно ОСТу. Расчетное количество реагента (0,01-0,8%) к массе вяжущего вводят в воду затворения. Сухую тампонажную смесь (портландцемент, цементопесчанистую, цементозольную) смешивают с водой затворения, содержащей реагент и перемешивают три минуты.

Растекаемость определяют по конусу АзНИИ. Из этого раствора готовят призмы 2х2х10 см, которые твердеют в воде и сернокислом магнии.

Для исследования изолирующей способности раствора к нижнему сечению пробы раствора через 60 мин после его приготовления прикладывают давление 0,1 МПа, которое постепенно повышают до начала фильтрации поровой жидкости. Градиент начала фильтрации считают по формуле P¹/h, где P¹ - давление начала фильтрации, h - высота пробы раствора. Сроки схватывания определяют на автоклавах при соответствующих температурах и давлениях.

Пример 1 (таблица). Готовят тампонажный раствор для испытаний при 100^oC, содержащий компоненты, мас.%:
Портландцемент - 65,00
"Корилат" - 0,30
Вода - 34,70
Из полученного раствора в соответствии с ГОСТом готовят призмы 2х2х10 см. Призмы твердеют в автоклавных условиях в течение 2 сут, затем испытываем их на изгиб. Начальный градиент фильтрации 4,5 МПа. Д - 26,0 при В/Ц - 0,5. Сроки схватывания тампонажного раствора: начало - 3 ч 50 мин конец - 4 ч 30 мин. Раствор технологичен, хорошо прокачиваем. Прочность камня суточного твердения при изгибе 3,7 МПа, а при хранении 180 сут возросла до 6,8 МПа.

Пример 2. Готовят тампонажный раствор для испытаний при 250^oC, содержащий компоненты, мас.%:
Шлакопесчаная смесь - 79,00
"Корилат" - 0,50
Вода - 20,50
Материал испытан аналогично примеру 1. Начальный градиент фильтрации 5,0 МПа, растекаемость 25 см. Сроки схватывания: начало - 4 ч 20 мин, конец схватывания - 5 ч 00 мин. Прочность камня на изгиб через 2 сут 4,0 МПа.

Пример 3. Готовят тампонажный раствор для испытаний. Вводят 0,1 г реагента в воду затворения, 66,53 г портландцемента смешивают с 33,46 мл воды затворения и получают раствор. Исследуют физико-химические характеристики тампонажного раствора и камня. Начальный градиент фильтрации 3,7 МПа, сроки схватывания тампонажного раствора: начало - 3 ч 50 мин, конец - 4 ч 30 мин (при 75^oC).

Прочность камня суточного твердения при изгибе 3,5 МПа. При запредельных количествах реагента увеличивается пластификация, но снижается изолирующая способность тампонажного камня. Анализ показывает, что при введении реагента в тампонажный раствор он изменяет ряд показателей тампонажного раствора: изолирующую способность, прочность камня, сохраняя пластификацию и замедляющую способность, прочность камня, сохраняя пластификацию и замедляющую способность. Он экологически чист, чем обеспечивает охрану окружающей среды, технологичен, не гигроскопичен.

Применение предлагаемого реагента позволяет повысить качество крепления скважин и увеличить межремонтный период их эксплуатации. За счет этого складывается экономический эффект от применения реагента.

Изобретение относится к креплению нефтяных, газовых и гидротермальных скважин. Технический результат - повышение его изолирующей способности, прочности камня при сохранении остальных технологических характеристик раствора и камня. Тампонажный состав содержит, мас.%: вяжущее - 65-79; "Корилат" - 0,01-0,5; вода - остальное. 1 табл.

Тампонажный состав, содержащий вяжущее, добавку-реагент и воду, отличающийся тем, что в качестве добавки он содержит комплексный реагент "Корилат" при следующих соотношениях компонентов, мас.%:
Вяжущее - 65 - 79
"Корилат" - 0,01 - 0,5
Вода - Остальное